届高三物理二轮复习交变电流题型归纳Word文件下载.docx

1、【解析】线圈转过角的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为所以流过导体截面的电荷量为。【总结升华】电磁感应现象中通过截面的电荷量，解答选择、填空题时可直接用公式，解答计算题时必须进行推导。举一反三:【变式】如图所示，矩形线圈共匝，。在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直磁场的轴以每秒转的速度转动。 （1）线圈在什么位置时感应电动势最大，为多少？（2）以图示位置为计时时刻，电动势的变化规律怎样？（3）从图示位置转过的过程中感应电动势的平均值为多少？（4）从图示位置开始计时，时，线圈中感应电动势是多少？（1）（2）（3）（） 【解析】（1）线圈平面与磁感线平行时电动势最大， （2）（3）. （请注意

2、到它与有效值的区别）（） 例3有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于时则导电，低于时不导电，若把这个电子元件接到的正弦式电流的两端，则它在内导电_次，每个周期内的导电时间为_。 【思路点拨】根据题意画出电压随时间变化的图像，写出电压随时间变化的表达式。分别代入给定电压值。【答案】 【解析】由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为。其中，得把代入上述表达式得到，。所以每个周期内的通电时间为 由所画的图象知，一个周期内导电两次，所以内导电的次数为。 【总结升华】研究交变电流某一时刻的电流、电压或某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值。【变式】如图所示的电表均为理想的交

3、流电表，保险丝的熔断电流为，电容器的击穿电压为。若在间加正弦交流电压，并适当地调节和接入电路中的阻值，使恰好不被熔断，恰好不被击穿，则电流表的读数为 ，电压表的读数为_ 。【答案】 【解析】保险丝的熔断电流是指电流的有效值，而电容器的击穿电压是指电压的最大值，所以电流表的读数为。电压表的读数为 例4将交变电压V接到“”的灯泡两端，如灯泡灯丝电阻保持不变，求： （1）通过灯泡电流的最大值； （2）灯泡的实际功率； （3）每秒钟电流方向改变的次数； （4）通过灯泡电流的瞬时值表达式。（1） （2） （3）次 （4）（1）交变电压的有效值，灯的额定电压为，因此恰好正常发光。由“”知该灯电阻为。通过灯

4、泡电流的最大值为。 （2）灯泡的实际功率与额定功率相同，。 （3）周期，秒钟电流方向改变的次数（次）。 （4）通过灯泡电流的瞬时值表达式为。【变式】如图为电热毯的电路图，电热丝接在的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置使输入电压变为图所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是（ ） A B C D 【答案】B【解析】电压表的读数是交流电的有效值，原电流的电压有效值是设图所示的电压的有效值为，最大值为，电压表的读数为: 类型二、交变电流图象的应用例5如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如

5、图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（）A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin 0.4t（V）C交流电b的电压最大值为VD在图中t0时刻穿过线圈的磁通量为零【答案】C【解析】产生的正弦交流电的周期之比为23，线圈先后两次转速之比为32 ，选项A错误；交流电a的周期为0.4 s，交流电a的电压瞬时值u10sin5t（V），选项B错误；由最大值nBS可知，二者最大值之比为32，交流电b的电压最大值为V，选项C正确；在图中t0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误。 例6一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化

6、的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是（ ） A时刻线圈平面与中性面垂直 B时刻，的变化率达最大 C时刻，交流电动势达到最大 D该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示【解析】由于时，有最大值，故线圈应在中性面位置，A错；从图象上可直观的判断出时刻的变化率达最大，B正确；时刻的变化率最小，交流电动势达到最小，C错误；时的变化率最小，交流电动势应有最小值，D错误。 类型三、变压器的有关问题例7如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表。当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（）A灯L变亮B各个电表读数均变大C因为U1不变，所以P1不变DP1变大，

7、且始终有P1P2【答案】D【解析】当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R两端电压增大，电压表读数减小，电灯L变暗，选项A、B错误；根据变压器功率关系，P1变大，且始终有P1P2 ，选项C错误D正确。【变式】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（ ）A电流表的示数为B电源输出功率为C电流表的示数为D原线圈端电压为【解析】由题意知，副线圈两端电压有效值根据理想变压器的电压比公式得；又，所以，电源输出功率等于原线圈输入功率，即为；由，得，电流表的示数为例8如图所示，理想变压器的线圈匝数比为，此

8、时灯恰能正常发光；电阻消耗的功率为，则此变压器的输入电压为_，原线圈中的电流为_。【思路点拨】把握好理想变压器的三个关系，即功率关系、电压关系、电流关系。审查题目中的已知条件，找到突破口，再结合三个关系分别求解。【解析】两个副线圈消耗的能量均由原线圈提供，因此原线圈输入功率应等于两个副线圈消耗的总功率。 由及，所以。 由，得。【总结升华】解答变压器问题离不开理想变压器的三个关系，即功率关系、电压关系、电流关系。无论是定性分析，还是定量计算，都必须注意审查题目中的已知条件，找到突破口，再结合三个关系分别求解。【变式】电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成。起加热作用的是安在锅底的一系

9、列半径不同的同心导电环（导电环的分布如图所示）。导电环所用材料每米的电阻为，从中心向外第个同向圆环的半径为，已知。当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，该磁场的磁感应强度随时间的变化率为，求：（1）半径为的导电圆环中感应电流的最大值是多少？（2）若不计其他损失，所有导电圆环释放的总功率是多大？（计算中可取） （1） （2） （1）磁感应强度随时间的变化率与面积的乘积就等于磁通量的变化率，故（2）计算热功率要用有效值,例9某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为，输出电压是，升压变压器原、副线圈的匝数之比，输电线上功率损失为，用户所需

10、要电压为，则 （1）输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少？并画出输电线路示意图。 （2）若有分配给生产用电，其余电能用来照明，那么要装的电灯多少盏？【思路点拨】画出输电示意图，根据匝数比与原、副线圈电流成反比确定输电线中的电流，由输电线上消耗的功率确定输电线的电阻。在电能的分配上要能量守恒，在处理变压器的关系时，一般将副线圈作为电源，原线圈作为用电设备来处理。（1） 图见解析 （2）盏（1）根据匝数比与原、副线圈电流成反比确定输电线中的电流，由输电线上消耗的功率确定输电线的电阻。 输电示意图如图所示。升压变压器副线圈两端电压输电线上的电流输电线上损失的功率为 。降压变压器原线圈两端的电压降

11、压变压器原、副线圈的匝数之比（2）电路的能量分配为 ，可装的电灯为（盏）。 【总结升华】画示意图时，要规范标出相应的物理符号，便于分析各物理量间的关系。按“发电厂升压输电线降压用电器”的顺序或从“用电器倒推到发电厂”，以变压器的铁芯为界划分三个回路一步一步进行分析。【变式】某河段河水流量为，水流下落的高度为。现在利用它来发电，设所用发电机的效率为，求：（1）发电机的输出功率；（2）设发电机的输出电压为，向外的用户输电，输电线的电阻率，横截面积，输电导线上的电功率损失要求不超过输出功率的，则在输电时的电压应升高到多少伏？所用的升压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（取） 【答案】（1） （2），

12、类型四、交变电流和力学的综合问题例10如图所示，是一对中间开有小孔的金属板，两小孔的连线与金属板面相垂直，两板间的距离为，两极板间加上低频率交变电压，板电势为零，板电势，现有一电子在时刻从板上的小孔进入电场，设初速度和重力的影响均可忽略不计，则电子在两极板间可能（ ） A以间的某一点为平衡位置来回振动 B时而向板运动，时而向板运动，但最后穿出板 C一直向板运动，最后穿出板，如果小于某个值，小于某个值 D一直向板运动，最后穿出板，而不论为何值 【答案】AC【解析】这是一道有关交变电流和带电粒子在电场中的运动相结合的问题。是一个力学与电学综合的问题。板的电势“随时间按余弦规律变化，作出其变化的图线

13、如图所示，电子在板间的运动可以分两种情况： （1）如果板间距离比较大，当电子在时刻无初速度进入电场后，在时间段，板电势为正。板电势比板高，电子受向右的正向电场力。向板做加速运动，因为电压在减小，所以电子受的电场力减小，但速度仍在不断增大，电子在时刻，电压为零，电子受力为零，其加速度减小为零，速度才不再增大，此时电子向运动的速度达到最大。 在时间段内，板电势变为负值。板电势比板低，电子受向左的负向电场力，但由于惯性，电子继续向板运动，在电场力作用下做减速运动。在时刻电子受向左的负向电场力达到最大，向左的加速度也达到最大，此时速度减小为零，电子到达离板最远处。 由于时刻电子速度已减小为零，在时间段内，板电势仍为负值，电子仍然受向左的负向电场力，所以电子回